Il ne fait aucun doute que SPE est l'avenir de la communication industrielle.
Outre la sécurité qu'une solution standardisée offre aux utilisateurs, les exigences spécifiques des clients en matière d'applications jouent un rôle important. En tant que membre de la Single Pair Ethernet System Alliance, Phoenix Contact s'est donné pour mission de rapprocher ces deux aspects.
Les tendances et les innovations qui prévalent à l'ère de l'IIoT (Industrial Internet of Things) s'efforcent toutes d'harmoniser davantage les fonctions des produits et les exigences des solutions sur fond de transformations numériques. Lorsqu'on examine de plus près le SPE sous cet angle, les caractéristiques clés suivantes sont facilement mentionnées : une portée allant jusqu'à 1000 m, des débits de transmission de données élevés sur une paire torsadée, une miniaturisation au niveau de l'appareil et sur le terrain, et – dernier point mais non des moindres - des économies de coûts importantes.
Tous ces aspects présentent de nombreux avantages - ce qui constitue un soutien supplémentaire à l'utilisation intense et à l'épreuve du temps du SPE. Et derrière tous ces avantages, il y a d'innombrables exigences des clients et des applications. La véritable compétence d'un fournisseur de composants réside désormais dans sa capacité à concilier tous ces aspects. S'il n'y parvient pas, parce que les exigences spécifiques des clients ne peuvent être satisfaites, une norme de connecteur se développe progressivement au fil du temps. C'est pourquoi de nombreuses entreprises, grandes et petites, travaillent à la mise en œuvre rapide de cette technologie.
Le cadre de base de l'avenir de la technologie de communication industrielle émerge en parallèle dans divers comités et projets. De nouvelles normes de communication, telles que l'architecture unifiée de communication de la plate-forme ouverte (OPC UA), le réseau sensible au temps TSN (Time-Sensitive Networking) et la 5G, constituent la base d'une mise en réseau intégrée du capteur au cloud en passant par la machine et les systèmes de niveau supérieur. Les nouvelles normes dépasseront de loin les protocoles et interfaces existants en termes de coût, de débit de données, de latence et d'aspects déterministes. En tant que leader technologique disposant de plus de 30 ans d'expérience dans la communication industrielle, Phoenix Contact participe donc activement à tous les comités de normalisation concernés. L'objectif : rien de moins qu'un nouveau standard de communication inter-fabricants pour l'automatisation industrielle.
OPC UA est déjà utilisé comme norme de communication de niveau supérieur dans les systèmes. OPC UA est maintenant progressivement étendu avec des profils d'application standardisés sur le terrain - pour les applications d'E/S, de sécurité ou de variateurs, par exemple. En outre, des modèles d'appareils normalisés sont en cours de définition pour la configuration et le diagnostic uniformes des appareils dans le réseau.
Ça commence au niveau du capteur...
L'objectif primordial d'une communication Ethernet cohérente sera toujours l'intégration basée sur IP de tous les composants dans un système de communication. De nombreux capteurs actuellement utilisés ne sont pas compatibles IP - ils doivent être intégrés au système de communication à l'aide d'autres systèmes tels que IO-Link. En ce qui concerne l'industrie 4.0 et la maintenance prédictive, un système de communication Ethernet cohérent offre des avantages significatifs par rapport aux solutions autonomes existantes.
Les connecteurs M8 et M12 sont une technologie de connexion largement utilisée dans l'automatisation industrielle. Les codages du système Ethernet utilisés pour les connecteurs circulaires en sont la preuve - avec les codages D et X utilisés pour M12 et le codage D utilisé pour M8. Dans ce contexte, l'accent est mis sur la facilité d'intégration dans les boîtiers de capteurs standard et sur une robustesse maximale. En raison de l'intégration nettement plus économique de contacts mâles et d'un filetage externe du côté du capteur, il est judicieux d'équiper le côté « terrain » du SPE de contacts femelles. Le maintien de ce principe offre aux fabricants de capteurs une option pour une intégration facile dans le capteur.
Les connecteurs mâles et femelles et leurs avantages sur le terrain
Le maintien de la typologie de connexion du capteur ne présente pas seulement des avantages pour le fabricant concerné, mais aussi des avantages évidents en ce qui concerne le câblage sur le terrain. Dans le contexte des installations modernes M8 et M12, on parle beaucoup de câbles volants. C'est pourquoi le câblage moderne des capteurs et des actionneurs est principalement conçu sous forme de connecteurs mâle/femelle. Cela signifie également qu'une extrémité doit être équipée d'un filetage extérieur et l'autre d'un filetage intérieur. Les câbles peuvent alors être prolongés sans devoir utiliser un adaptateur femelle/femelle ou mâle/mâle, comme c'est généralement le cas avec le RJ45. Ce type de topologie de câblage offre un haut degré de flexibilité aux utilisateurs sur le terrain ainsi qu'aux intégrateurs de SPE. La compatibilité totale avec les connecteurs SPE avec un degré de protection IP20 garantit également une maintenance rapide.
La miniaturisation - mais pas à n'importe quel prix
La version M8 du bien connu connecteur M12 s'est imposée comme la norme en matière de connexions compactes : un tiers plus petit que le M12, le M8 reste adapté à un usage industriel et est facile à manipuler. Le M8 est déjà largement accepté et est utilisé avec succès dans de nombreux domaines, notamment pour la connexion de capteurs compacts dans les machines afin d'obtenir des informations sur les processus ou pour alimenter de petits appareils. Bien que la miniaturisation soit également l'une des mégatendances du câblage industriel, il convient de déterminer exactement comment et où elle peut être mise en œuvre efficacement.
Si la plupart des câbles utilisés dans l'automatisation industrielle sont de taille AWG (American Wire Gauge) 22 à 26, il en va tout autrement dans l'automatisation des processus. En raison des distances plus longues à parcourir, on utilise des câbles beaucoup plus épais, de taille AWG 16 à 18. Un câble dans une application de process peut donc rapidement atteindre un diamètre extérieur de 7,5 à 8,5 mm. Dans ce cas, le câble correspond facilement au diamètre extérieur du connecteur. Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles il ne serait pas judicieux de connecter un connecteur miniaturisé à un tel câble.
Cela ne s'applique pas seulement aux connecteurs étanches, mais aussi aux connecteurs dans les applications IP20. Compte tenu des conditions susmentionnées, il n'est pas non plus judicieux de réaliser la plus petite empreinte possible sur le circuit imprimé ou d'augmenter considérablement la densité de ports par rapport au RJ45. C'est pourquoi le lancement du produit se concentre dans un premier temps sur les câbles pré-assemblés dans la gamme AWG 22. Des versions IP20 ainsi que des versions IP65/IP67 sont disponibles pour l'intégration des appareils. Le développement continu de la gamme de produits garantit une utilisation cohérente dans tous les domaines d'application. L'objectif de la Single Pair Ethernet System Alliance est de combiner continuité et mise en œuvre pratique.
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